Pour obtenir une bonne conception de PCB, outre la disposition globale du routage, les règles de largeur et d'espacement des lignes sont également cruciales.En effet, la largeur et l'espacement des lignes déterminent les performances et la stabilité du circuit imprimé.Par conséquent, cet article fournira une introduction détaillée aux règles générales de conception pour la largeur et l'espacement des lignes de PCB.
Il est important de noter que les paramètres par défaut du logiciel doivent être correctement configurés et que l'option Design Rule Check (DRC) doit être activée avant le routage.Il est recommandé d'utiliser une grille de 5 mil pour le routage, et pour des longueurs égales, une grille de 1 mil peut être définie en fonction de la situation.
Règles de largeur de ligne PCB :
1.Le routage doit d’abord répondre à la capacité de fabrication de l’usine.Confirmez le fabricant de production avec le client et déterminez sa capacité de production.Si aucune exigence spécifique n'est fournie par le client, reportez-vous aux modèles de conception d'impédance pour la largeur de ligne.
2.Modèles d'impédance : en fonction de l'épaisseur de la carte fournie et des exigences de couche du client, sélectionnez le modèle d'impédance approprié.Définissez la largeur de ligne en fonction de la largeur calculée à l'intérieur du modèle d'impédance.Les valeurs d'impédance courantes incluent 50 Ω asymétrique, 90 Ω différentiel, 100 Ω, etc. Notez si le signal d'antenne 50 Ω doit prendre en compte la référence à la couche adjacente.Pour les empilements de couches de PCB courants comme référence ci-dessous.
3. Comme le montre le diagramme ci-dessous, la largeur de la ligne doit répondre aux exigences de capacité de transport de courant.En général, sur la base de l'expérience et en tenant compte des marges de routage, la conception de la largeur de la ligne électrique peut être déterminée par les directives suivantes : Pour une élévation de température de 10 °C, avec une épaisseur de cuivre de 1 once, une largeur de ligne de 20 mil peut supporter un courant de surcharge de 1A ;pour une épaisseur de cuivre de 0,5 oz, une largeur de ligne de 40 mil peut supporter un courant de surcharge de 1 A.
4. À des fins de conception générale, la largeur de ligne doit de préférence être contrôlée au-dessus de 4 mil, ce qui peut répondre aux capacités de fabrication de la plupart des fabricants de PCB.Pour les conceptions où le contrôle d'impédance n'est pas nécessaire (principalement des cartes à 2 couches), la conception d'une largeur de ligne supérieure à 8 mil peut aider à réduire le coût de fabrication du PCB.
5. Tenez compte du réglage de l'épaisseur du cuivre pour la couche correspondante dans le routage.Prenez du cuivre de 2 onces par exemple, essayez de concevoir une largeur de ligne supérieure à 6 mil.Plus le cuivre est épais, plus la largeur du trait est large.Demandez les exigences de fabrication de l’usine pour les conceptions d’épaisseur de cuivre non standard.
6. Pour les conceptions BGA avec des pas de 0,5 mm et 0,65 mm, une largeur de ligne de 3,5 mil peut être utilisée dans certaines zones (peut être contrôlée par des règles de conception).
7. Les conceptions de cartes HDI peuvent utiliser une largeur de ligne de 3 mil.Pour les conceptions avec des largeurs de trait inférieures à 3 mil, il est nécessaire de confirmer la capacité de production de l'usine avec le client, car certains fabricants ne peuvent produire que des largeurs de trait de 2 mil (peut être contrôlé par des règles de conception).Des largeurs de ligne plus fines augmentent les coûts de fabrication et prolongent le cycle de production.
8. Les signaux analogiques (tels que les signaux audio et vidéo) doivent être conçus avec des lignes plus épaisses, généralement d'environ 15 mil.Si l'espace est limité, la largeur de la ligne doit être contrôlée au-dessus de 8 mil.
9. Les signaux RF doivent être traités avec des lignes plus épaisses, en référence aux couches adjacentes et avec une impédance contrôlée à 50 Ω.Les signaux RF doivent être traités sur les couches externes, en évitant les couches internes et en minimisant l'utilisation de vias ou de changements de couche.Les signaux RF doivent être entourés d'un plan de masse, la couche de référence étant de préférence le cuivre GND.
Règles d'espacement des lignes de câblage des PCB
1. Le câblage doit d'abord répondre à la capacité de traitement de l'usine, et l'espacement des lignes doit répondre à la capacité de production de l'usine, généralement contrôlée à 4 mil ou plus.Pour les conceptions BGA avec un espacement de 0,5 mm ou 0,65 mm, un espacement des lignes de 3,5 mil peut être utilisé dans certaines zones.Les conceptions HDI peuvent choisir un espacement des lignes de 3 mil.Les conceptions inférieures à 3 mil doivent confirmer la capacité de production de l’usine de fabrication auprès du client.Certains fabricants ont une capacité de production de 2 mil (contrôlée dans des domaines de conception spécifiques).
2. Avant de concevoir la règle d'espacement des lignes, tenez compte des exigences en matière d'épaisseur de cuivre de la conception.Pour 1 once de cuivre, essayez de maintenir une distance de 4 mil ou plus, et pour 2 onces de cuivre, essayez de maintenir une distance de 6 mil ou plus.
3. La conception de la distance pour les paires de signaux différentiels doit être définie en fonction des exigences d'impédance afin de garantir un espacement approprié.
4. Le câblage doit être éloigné du cadre de la carte et essayez de vous assurer que le cadre de la carte peut avoir des vias de terre (GND).Gardez la distance entre les signaux et les bords de la carte au-dessus de 40 mil.
5. Le signal de la couche d'alimentation doit avoir une distance d'au moins 10 mil de la couche GND.La distance entre les plans d'alimentation et de cuivre d'alimentation doit être d'au moins 10 mil.Pour certains circuits intégrés (tels que les BGA) avec un espacement plus petit, la distance peut être ajustée de manière appropriée jusqu'à un minimum de 6 mil (contrôlée dans des zones de conception spécifiques).
6. Les signaux importants tels que les horloges, les différentiels et les signaux analogiques doivent avoir une distance de 3 fois la largeur (3 W) ou être entourés de plans de masse (GND).La distance entre les lignes doit être maintenue à 3 fois la largeur de la ligne pour réduire la diaphonie.Si la distance entre les centres de deux lignes n'est pas inférieure à 3 fois la largeur de la ligne, elle peut maintenir 70 % du champ électrique entre les lignes sans interférence, ce qui est connu sous le nom de principe 3W.
7. Les signaux des couches adjacentes doivent éviter le câblage parallèle.La direction de routage doit former une structure orthogonale pour réduire la diaphonie intercouche inutile.
8. Lors du pose sur la couche de surface, gardez une distance d'au moins 1 mm des trous de montage pour éviter les courts-circuits ou la déchirure de la ligne due aux contraintes d'installation.La zone autour des trous de vis doit rester dégagée.
9. Lors de la division des niveaux de pouvoir, évitez les divisions trop fragmentées.Dans un plan de puissance, essayez de ne pas avoir plus de 5 signaux de puissance, de préférence dans 3 signaux de puissance, pour garantir la capacité de transport de courant et éviter le risque que le signal traverse le plan divisé des couches adjacentes.
10. Les divisions des plans de puissance doivent être aussi régulières que possible, sans divisions longues ou en forme d'haltères, pour éviter les situations où les extrémités sont grandes et le milieu est petit.La capacité de transport de courant doit être calculée en fonction de la largeur la plus étroite du plan de cuivre de puissance.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-9-16
Heure de publication : 19 septembre 2023
